[국립과천과학관 ㅡ 자연사관] 01

[국립과천과학관 ㅡ 자연사관] 01

 

 

 

 

 

 

지하철 4호선 대공원역 6번 출입구 (국립과천과학관 가는 길)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

우주배경복사 (Wave to Wave)

작가 최문석

 

「우주배경복사」는 138억년 전 빅뱅으로부터 우주가 탄생하고 38만년 후 처음으로 빛이 빠져나와 우주에 고루 퍼진 모습이다. '우주태초의 빛' 이며, 우주의 탄생과 진화의 비밀을 밝혀주는 증거라 할 수 있다. 이 작품은 우주 배경복사를 형상화했고, 각각의 작은 셀들은 우주를 구성하는 입자들을 상징한다. 셀을 바람에 따라 움직이게 하여 태초의 대폭발로부터 퍼져 나간 우주의 파장들이 만들어내는 원초적인 흔적들을 담아내고 있다.

 

 

 

 

SCIPIA (시 · 이 · 피 · 아) Science + Utopia의 합성어로 '과학이 만들어가는 이상적인 세상' 이라는 뜻

 

 

 

지하철 4호선 대공원역 6번 출입구

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

미래를 상상하며 행복을 주는

과학체험관

 

국립과천과학관

 

이용안내

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연간회원제도

회원기간 /연회비      1년 / 50,000원

회원 혜택                 상설전시관 관람료 무료, 천체투영관 관람료 50 % 할인, 과학교육 정원 우선 배정,

                                 과학교육프로그램 (개인) 교육비 20 % 할인 등

가입 방법                 온라인 및 방문 (상설전시관 1 층 연간회원센터) 가입

 

편의시설 안내

푸드코트                  상설전시관 2 층

                                 한식 · 분식 등의 식사를 즐길 수 있는 공간, 580석,

                                 주말 11 : 00 ~ 16 : 00, 주중 11 : 30 ~ 16 : 00

                                 단체이용 예약 필수 ☎ 02ㅡ502ㅡ5087

과학카페                   상설전시관 2 층

                                  도시락을 먹거나 휴식을 취할 수 있는 무료 이용 공간, 280석

커피숍                       상설전시관 1 층 미래상상SF관 옆

                                   9 : 30 ~ 17 : 00

편의점 · 매점             상설전시관 정문 앞 · 상설전시관 2 층 과학카페 안

기념품점                    상설전시관 1 층

의무실 · 수유실          상설전시관 1 층 전시해설센터 옆

유아쉼터                    상설전시관 1 층 의무실 옆

유모차 · 휠체어 대여  상설전시관 1 층

                                   보호자 신분증 제출 (확인) 후 비치된 대장에 작성,

                                   무료 대여 가능

물품보관함                 상설전시관 1 층, 2 층

                                   대 · 소형 라커 300 여대, 9 : 30 ~ 17 : 30 운영, 18 : 00 이후 라커 보관물품 수거

                                    ※ 반입금지 물품 (킥보드 등) 및 특대형 물품은 보관 불가

 

 

 

전시 해설

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상설전시관 전시품에 담긴 원리와 이야기들을 전문 커뮤니케이터의 설명으로 들어보는 해설 프로그램

 

문의 및 접수  개인 (현장, 방학 / 주말) 및 학교단체 (전화, 주중) 접수

                      ※ 전시해설센터 (중앙홀 1 층, 02ㅡ509ㅡ6973)

 

 

전시관 연계 체험 프로그램

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전시품 속 과학적 원리나 현상을 바탕으로 쉽고 재미있게 즐길 수 있는 과학놀이나 창작체험 등을 전시장이나 교실에서 직접 해보는 체험 프로그램

 

문의 및 접수  이메일 접수 (cxgnsm@korea.kr)

                      문의 (☎ 02ㅡ3677ㅡ1416)

 

 

체험 전시물

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시물레이터 및 탑승체험물

명칭	지진체험 RoboㅡQ	타임머신	VR극장
위치	과학탐험관	미래상상SF관	미래상상SF관
내용	최신형 로봇팔을 이용한 지진시뮬레이터	270˚ 와이드 영상으로 즐기는 시간여행	VR로 즐기는 실감나는 우주전쟁
인원	8 명 / 회	16 명 / 회	8 명 / 회
소요시간	15 분	10 분	10 분
제한사항	키 130 ㎝ 이상	키 130 ㎝ 이상	키 140 ㎝ 이상

 

 

영상체험물

명칭	생동하는 지구, SOS	우주여행극장
위치	자연사관	첨단기술관
내용	우주에서 내려다 본 지구의 다양한 모습 해설	고화질 실감 3D 우주영상
인원	20 명 / 회	30 명 / 회
소요시간	15 분	12 분
제한사항	초등 3 학년 이상	전연령 (7세 미만의 경우 보호자 동반)

 

※ 홈페이지 예약을 통해 참여 가능 (생동하는 지구, SOS는 현장 접수)

※ 운영 횟수와 시간이 달라질 수도 있으니 사전에 홈페이지에서 최신 정보 확인 필요

 

 

관람정보

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개관 시간    9 시 30 분 ~ 17 시 30 분 (입장 마감 : 16 시 30분)

                    ※ 천문대는 토요일 야간 관측 운영, 상세 정보는 홈페이지 참조

 

정기 휴관일  매주 월요일, 1 월 1 일, 설날 · 추석 당일

                      ※ 세부일정 홈페이지 참조

 

입장 요금

	상설전시관	전체투영관	스페이스 아날로그
어른 20 ㅡ 64세	4,000 원 단체 3,000 원	(7세 이상) 2,000 원	기본 (9 세 이상) 2,000 원
어린이 · 청소년 7 ㅡ 19세	2,000 원 단체 1,500 원		심화 (11 세 이상) 10,000 원

 

※ 20 명 이상 단체 상설전시관 입장료 할인 가능

※ 홈페이지에서 온라인 예약 가능

 

주차 요금  일반 차량 5,000 원, 대형 차량 (25 인승 이상) 10,000 원

                  ※ 경차, 친환경차, 다자녀카드 소지 차량의 경우 50 % 할인

                  ※ 16 : 00 이후 입차시 50 % 할인

 

오시는 길  주       소  13817 경기도 과천시 상하벌로 110

                 대중교통  지하철 4호선 대공원역 하차 6번 출구

                 콜  센 터  02ㅡ3677ㅡ1500

 

 

 

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[출처 : 국립과천과학관 안내 팜플렛 2025년 03월 01일 현재]

 

 

 

우주 저 너머

 

 

 

 

 

 

 

중앙홀 시계조형물

 

 

 

중앙홀

 

 

 

세계 최대의 종려나뭇잎 화석

 

 

 

 

 

 

 

종려나뭇잎 화석

Fossil palm frond

 

학       명 : Sablites sp.

지질시대 : 신생대 에오세 (Eocene, 약 5000만 년 전)

지  층  명 : 그린리버층 (Green River Formation)

산출장소 : 미국 와이오밍 (Wyoming, USA)

 

현재까지 그린리버층에서 발견된 나뭇잎 화석 중 세계 최대이며, 4 종의 담수어류 화석이 함께 산출되었습니다..

 

□ Diplomystus dentatus      ○ Knightia eocone

□ Mioplosus labracoides     ○ Amphiplaga brachyptera

 

 

 

 

 

 

 

 

 

자연사관

우주와 지구의 탄생과 진화, 46억 년의 지구 역사를 이해할 수 있는 공간

 

 

 

 

 

 

 

우주 Universe    소립자 Elementary particles

원소 Element     운석 Meteorites

지구 Earth    생명 Life

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

특이점

(물리법칙으로 설명할 수 없음)

 

◉ 빅뱅

138억 년 전 하나의 점에서 일어난 대폭발 사건으로 우주 시작

 

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◉ 소립자의 시대

쿼크와 전자 등의 소립자로 들끓었던 시기

 

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◉ 양성자와 중성자의 시기

쿼크가 결합하여 양성자 (수고 원자학)와 중성자를 이룬 시기

 

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◉ 핵 합성 시기

양성자와 중성자가 결합하여 헬륨 원자핵이 생겨난 시기

 

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◉ 원자 형성 시기

자유전자가 원자핵에 구속되어 원자를 이룬 시기

 

 

 

 

◉ 최초의 별 탄생

밀도가 높은 곳에서 별이 탄생하여 핵융합을 시작

 

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◉ 별의 진화

별이 핵융합을 하며 철 (Fe)보다 가벼운 원소 생성

 

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◉ 초신성 폭발

초신성이 폭발하며 원소주기율표 상의 모든 원소 생성

 

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◉ 국지적 별 탄생

성간물질이 응축하여 우주 곳곳에 벽들이 탄생

 

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◉ 필라멘트 구조의 우주

물질이 응축하여 필라멘트 모양의 우주 구조 형성

 

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◉ 태양계 탄생

우리 은하의 가장자리에서 태양과 함께 원시 행성계 탄생

 

 

 

 

◉ 지구 탄생

중력에 이끌린 미행성체들이 서로 충돌하고 병합하여 원시 지구 생성

 

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◉ 달 탄생

'테이아' 라 불리는 소행성과의 충돌 후 지구 중력권에 달 생성

 

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◉ 원시바다 형성

뜨거운 원시지구의 두꺼운 구름에서 전 지구적으로 비가 내려 바다 형성

 

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◉ 생명 탄생

바닷속에서 자기 복제가 가능한 최초의 생명체 탄생

 

 

 

 

소립자의 흔적을 찾아보세요

 

안개상자는 1911년 영국의 윌슨 (Charles Thomson Rees Wilson)이 개발한 장치로 이온화된 소립자의 비적이 나타나도록 하는 장치입니다.

안개상자를 통해 양전자, 뮤온입자, 람다입자 등이 최초로 발견되었고, 안개상자의 발명은 초기 소립자 물리학이 확립되는 데 큰 영향을 미쳤습니다.

 

 

기본 입자 생성

우주 최초의 순간을 무한대에 가까운 초고온, 초고밀도의 에너지 덩어리였습니다. 특수상대성이론 (E=mc²)에 의하면 에너지는 물질 (질량)로 물질은 에너지로 변화할 수 있습니다. 탄생 직후 에너지에서 순식간에 수많은 기본 입자들 (쿼크, 전자 등)이 쏟아져 나왔습니다.

 

핵자형 합성

우주 탄셍 1백만분의 1초 후 온도가 10조 도까지 내려가 쿼크의 운동에너지가 줄어들었습니다. 이에 따라 쿼크를 결합시키는 핵력에 의해 쿼크 3 개가 결합하여 더 무거운 입자인 양성자 (수고 원자핵)와 중성자가 만들어졌습니다.

 

 

 

 

 

 

 

원소의 기원을 탐구해 보세요 !

모든 원소는 고유의 스펙트럼을 가지고 있습니다. 천문학자들은 우주에서 온 빛을 분석하여 우주가 어떤 원소들로 구성되었는지를 밝혀냈고, 원소들의 생성 메카니즘을 설명할 수 있게 되었습니다.

 

 

헬륨 (He) 생성

대폭발 3분 후 양성자 2 개와 중성자 2 개가 결합하는 핵반응을 통해 양성자의 10 %가 헬륨 원자핵으로 합성되었습니다. 이를 대폭발 핵합성이라 하며, 우주에 존재하는 원소의 질량비 )수소 75 &, 헬륨 25 %)는 이 시기 이후 현재까지 이어지고 있습니다.

 

 

 

 

철 (Fe)보다 가벼운 원소의 생성

태양을 비롯한 별들은 핵융합 반응을 통해 새로운 원소를 만듭니다. 별의 질량에 따라 합성되는 원소는 정해져 있습니다. 태양의 경우 산소 (O)보다 가벼운 원소를 만들고, 질량이 큰 별들은 철 (Fe) 성분까지 만듭니다. 이제 우주는 철보다 가벼운 원소들과 철 원소까지 26종의 원소를 가지게 되었습니다.

 

 

철 (Fe)보다 무거운 원소의 생성

대부분 거대했던 1 세대 별들은 핵융합을 멈춘 후 대규모 폭발을 하먀 운명을 마쳤습니다. 이를 초신성 폭발이라고 하는데, 폭발로 생긴 엄청난 에너지로 인해 철보다 무거운 원소까지 생성하는 핵융합 반응이 일어났습니다. 이로써 우주에는 현재의 모든 원소가 존재하게 되었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

대폭발 핵합성

우주 탄생 100만 분의 1초 후 절대온도가 10조 도 이하로 내려가자 쿼크의 결합으로 중성자와 함께 수소 (H)의 원자핵인 양성자가 생성되었고, 3분 후 절대온도 100억 도가 되자 중성자와 양성자가 핵반응을 통해 헬륨 (He) 원자핵이 생성되기 시작했습니다.

 

 

별 내부의 핵융합

우주 탄생 약 2억 년 후 우주의 밀도가 높은 곳에서는 중력에 의해 물질이 응축되어 최초의 별이 탄생합니다. 그리고 별의 질량, 온도, 밀도가 증가하면서 내부에서는 새로운 우너소를 만드는 핵융합 반응이 일어납니다. 지구에 흔한 탄소 (C), 질소 (N), 산소 (O) 등 철 (Fe)보다 가벼운 원고들은 대부분 별 내부에서 만들어졌습니다.

 

 

초신성 폭발과 중원소 생성

큰 별의 중심이 철로 가득 채워지면 초신성 폭발이라 불리는 대규모 폭발이 일어납니다. 폭발의 순간 엄청나게 높은 온도에서 구리 (Cu), 아연 (Zn), 카드뮴 (Cd), 금 (Au) 등 철 (Fe)보다 무거운 원소들을 포함한 원소주기율표 상의 모든 원소가 생성되었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

실물 철운석을 만져보세요!

이 철운석은 1947년 2월 12일 아르헨티나에 떨어진 것입니다.

성분은 주로 철과 니켈로 되어 있으며, 무게는 약 44.54㎏입니다.

 

 

 

 

 

 

 

지구와 생명의 재료, 운석

태양계의태동

약 50억 년 전 거대한 성운 중앙에서 중력의 영향으로 물질이 빠르게 몰려들어 고온 · 고밀도 상태가 되었습니다. 중심부의 질량이 충분히 커지자 핵융합을 시작해 새로운 별 '태양' 이 탄생했습니다.

 

 

 

 

지구의 탄생

태양 외곽에서 여러 개의 고리를 중심으로 미행성체들이 충돌하고 병합해 원시 행성계를 이루었습니다. 이때 태양으로부터 세 번째 궤도에서 물질을 끌어모은 암석질의 행성이 바로 지구입니다.

 

 

달의 탄생

미행성 충돌이 끈임없던 45억 년 전 화성 크기의 소행성이 원시지구와 충돌햇습니다. 이로 인해 막대한 양의 물질이 우주 공간으로 분출되었습니다. 분출된 물질은 지구 주위의 궤도를 돌며 암석덩어리로 뭉쳐져 달로 성장했습니다.

 

 

 

 

 

 

 

Sahara 97153

 

석질운석, L4

무게 : 921 g | 크기 : 80 × 70 × 85 ㎜

| Sahara Des.

 

 

 

 

Seymchan

 

철질운석, Unground

무게 : 1 ㎏ | 크기 : 115 × 220 × 2 ㎜

| Russia

 

 

 

 

 

Eucrite

 

석질운석, HED

무게 : 123 g | 크기 : 80 × 45 × 15 ㎜

| Oman

 

 

 

 

Esquel

 

석철질운석, Pallasite

무게 : 116g | 크기 : 140 × 130 × 2 ㎜

| Argentina

 

 

 

 

Sahara 98222

 

석질운석, L6

무게 : 155 g | 크기 : 70 × 40 × 30 ㎜

| Sahara Des.

 

 

 

 

Sahara 97072

 

석질운석, EH3

무게 : 115 g | 크기 : 50 × 40 × 35 ㎜

| Sahara Des.

 

 

 

 

Sahara 98044

 

석질운석, CV 3

무게 : 222 g | 크기 : 100 × 50 × 24 ㎜

| Sahara Des.

 

 

 

 

표면이 타서 생긴 껍질

대기권을 통과한 운석은 표면의 얇은층이 녹아 검은색 껍질이 생기곤 합니다. 사막지대의 돌 중에서 미생물의 활동으로 인해 검은색을 띠는 경우가 흔히 있는데 이는 종종 운석으로 오해받기도 합니다.

 

 

 

 

Henbury (왼쪽)

 

철질운석, IIIAB

무게 : 121 g | 크기 : 115 × 80 × 2 ㎜

| Australia

 

 

Imilac (오른쪽)

 

석철질운석, Pallasite

무게 : 167 g | 크기 : 125 × 115 × 20 ㎜

| Atacama Des. Chile

 

 

 

 

철 · 니켈 금속

운석은 대부분 철과 네켈의 합금으로 그 함량비에따라 성격이 달라집니다. 철질운석은 은빛의 조밀한 단면으로 이루어져 있으며, 석 · 철질 운석은 반은 금속, 다른 절반은 녹색이나 노란색의 감람석 결정으로 이루어집니다. 또한 석질운석은 금속 부스러기가 균일하게 분포된 형태로 이루어집니다.

 

 

 

 

Campo Del Cielo

 

철질운석, Octahedrite

| Argentina

 

 

 

 

자성

 

대부분의 운석은 자성을 가지고 있어 금속탐지기를 이용하여 찾을 수 있습니다. 하지만 철이 포함된 운석은 인공적 혹은 자연적 물질과 혼동될 수 있으므로 유의해야 합니다. 예컨대 운석과 오인되기 쉬운 자철석과 적철석은 자국 시험 (STREAK TEST)이라는 방법을 통해 구별합니다.

 

 

 

 

수소 원자핵과 헬륨 원자핵 생성

빅뱅 후 1초에서 수분에 이를 때까지 기본 입자인 쿼크들이 결합하여 양성자와 중성자를 만들었습니다. 이 시기에 우주의 온도는 더 떨어져, 1 피르미 범위에서 쿼크를 서로 끌어당기는 강한 핵력이 작용함으로써 양성자와 중성자가 하나로 합쳐 중수소 원자핵이 되었습니다. 중수소 원자핵들 중 일부는 융합 과정을 걸쳐 헬륨 원자핵이 되었습니다.

최근의 이론에 의하면 이 시기 우주의 밀도는 별의 내부에 비해서는 조금 낮지만 온도는 훨씬 높아서 핵융합이 일어나기에 충분했습니다. 우주는 계속 팽창하였고 온도가 내려가면서 극미량의 아주 가벼운 원소 (리튬, 베릴륨 등)가 만들어진 후 더 이상 새로운 원소들이 생설될 수 없었습니다.

 

 

 

헬륨 원자핵의 생성

 

 

 

 

기본 입자와 물질의 탄생

빅뱅이 일어난 순간의 우주는 원자핵보다 더 작은 크기였습니다. 지금의 우주를 이루는 모든 물질과 에너지가 작은 공간에 모여 있어 상상도 못할만큼 밀도와 온도가 높았습니다. 우주가 급격히 팽창하면서 온도가 낮아져 물질을 이루는 기본입자인 쿼크와 렙톤이 등장하게 되었습니다. 쿼크는 뭉쳐서 양성자와 중성자를 형성하였고, 렙톤은 전자와 중성미자로 나누어졌습니다. 이때 양성자 전자와 같은 입자뿐만 아니라 반양성자, 양전자와 같은 반입자도 생성되었습니다. 반입자는 입자와 쌍으로 존재하며 입자와 전하만 반대이고 다른 모든 성질은 같은 입자입니다. 우주 초기에 생성된 입자들은 반입자보다 약 10억분의 1의 비율로 더 많이 존재해 미세하게 불균형을 이루었고, 현재 우주를 구상하는 물질의 구성 성분으로 남았습니다.

 

 

 

입자와 반입자의 소멸

 

 

 

 

별 내부에서의가벼운 원소 생성

별의 내부에서는 여러 단계의 핵융합 반응을 통해 헬륨보다 무거운 원소들이 만들어집니다. 더 무거운 원자핵이 만들어지기 위해서는 별의 내부 온도와 밀도가 더 높아야 한다. 질량이 큰 별에서는 중력에 의한 응축에 의해 핵융합에 필요한 상태가 만들어집니다.

그러나 별 내부에서의 핵융합 반응으로는 철의 원자핵보다 더 무거운 원자핵을 만들 수 없습니다. 원자핵이 핵융합을 통해 더 큰 원자핵이 되는 것은 더 커질수록 에너지가 낮은 상태 즉 더 안정한 상태의 원자핵이 되기 때문인데, 원자핵이 커짐에 따라 더 안정한 에너지 상태가 되는 것은 원자번호가 26 인 철의 원자핵까지 입니다. 철 원자핵보다 큰 원자핵들은 핵분열을 통해 더 안정한 원자핵이 되려고 합니다. 따라서 에너지를 생산해 내는 정상적인 핵융합 과정을 통해서는 철의 원자핵보다 더 무거운 원자핵이 만들어질 수 없습니다.